내진 내풍설계(구조물의 동적응답해석에 의한)

내진·내풍설계법의 실제 응용을 위한 입문서!



현재 우리나라에는 이미 다수의 동역학 저서가 출판되어 있지만, 내진·내풍설계의 접근계산법에 대해서는 거의 해설되어 있지 않다. 또한 진동론의 저서도 많지만 지진과 바람에 대한 구조물응답계산에 대해서는 상세한 기술이 없다.

본 서는 이 양자 간을 메꾸기 위해 기획된 것이며, 부정정 구조물의 해법까지 공부한 학생들이 처음으로 내진·내풍설계법을 배울 때의 입문서 수준으로 기획되었다. 특히 1-자유도계에서 다-자유도계까지 직접적으로 운동방정식을 유도하면서 지진응답해석을 접근하도록 노력하였다. 즉, 구조역학에 사용되는 수학의 매트릭스를 쉽게 설명하였다.



본서는 총 13장으로 되어 있다. 제1장 내진·내풍설계법의 개요, 제2장 지진과 바람에 관한 기초지식, 제3장 내진설계의 필요성과 동적응답해석의 분류, 제4장 1-자유도계의 지진응답해석에 대해 자유진동, Fourier 급수에 의한 1-자유도계의 지진응답해석, Duhamel 적분에 의한 1-자유도계의 응답스펙트럼해석, 직접적분법에 의한 지진응답해석, 제5장 다-자유도계의 운동방정식, 제6장 구조물의 다-지점운동방정식, 제7장 2-자유도계의 지진응답해석에 대해 복소수에 의한 운동방정식의 해법, 비감쇠자유진동의 해법, 감쇠자유진동, 변형 에너지·비례감쇠, 운동 에너지·비례감쇠, 교량의 감쇠특성의 평가방법, 시각력지진응답해석, 응답스펙트럼에 의한 지진응답해석, 제8장 다-자유도계의 지진응답해석에서는 고유치 해석, 모드해석에 의한 구조물의 시각력지진응답해석, 응답스펙트럼에 의한 구조물의 지진응답해석, 유효질량, 제9장 구조물의 불규칙 응답해석에서는 지진응답해석과 내풍응답해석, 제10장 진도법에 의한 연속교의 내진설계법에서는 진도법에 의한 관성력과 정적 뼈대법, 제11장 내풍응답의 수치해석법에서는 기초방정식과 경계조건, 난류모델, 차분법에 의한 흐름의 수치해석, 유한요소법에 의한 흐름의 수치해석, 이산와법에 의한 흐름의 수치해석, 제12장 장대교의 내진설계, 제13장 장대교의 내풍설계를 다루었다.



본서가 내진·내풍설계법을 처음 배우는 학생과 기술자에게 좋은 입문서가 되길 바란다.

01 개 요

1.1 내진설계법

1.2 내풍설계법



02 지진과 바람에 관한 기초지식

2.1 지진에 관한 기초지식

2.2 구조물의 내풍설계에 관한 기초지식



03 내진설계의 필요성

3.1 내진설계의 필요성

3.2 동적응답해석의 분류



04 1－자유도계의 지진응답해석

4.1 1－자유도계의 자유진동

4.2 Fourier 급수에 의한 지진응답해석

4.3 Duhamel 적분에 의한 지진응답해석

4.4 직접적분법에 의한 지진응답해석

4.5 지진응답해석의 예



05 다－자유도계의 운동방정식

5.1 매트릭스 구조해석의 기초

5.2 정적 매트릭스 구조해석

5.3 단순한 사장교의 운동방정식



06 구조물의 다－지점 운동방정식

6.1 지진동과 관성력

6.2 관성력을 갖는 구조물의 운동방정식

6.3 구조물의 다－지점 운동방정식

6.4 분포질량과 집중질량



07 2－자유도계의 지진응답해석

7.1 복소수에 의한 운동방정식의 해법

7.2 2－자유도계의 지진응답해석



08 다－자유도계의 지진응답해석

8.1 구조물의 고유치해석

8.2 모드해석에 의한 구조물의 시각력지진응답해석

8.3 지진진동과 고유모드 ? 고유진동수

8.4 응답스펙트럼에 의한 구조물의 지진응답해석

8.5 유효질량



09 구조물의 불규칙 응답해석

9.1 지진응답해석

9.2 내풍응답해석



10 진도법에 의한 연속교의 내진설계법

10.1 개 요

10.2 진도법에 의한 관성력

10.3 정적 뼈대법

10.4 연속형교의 상부구조 관성력의 분포

10.5 연속형교의 모형화

10.6 정 리



11 내풍응답의 수치해석법

11.1 개 요

11.2 수치 모의실험을 위한 기초방정식과 경계조건

11.3 난류모델

11.4 차분법에 의한 흐름의 수치 모의실험

11.5 유한요소법에 의한 흐름의 수치 모의실험

11.6 이산와법에 의한 흐름의 수치 모의실험－경계요소적분법

11.7 정 리



12 장대교의 내진설계

12.1 개 요

12.2 내진설계상 사장교의 동역학적 특성

12.3 응답을 고려한 수정진도법

12.4 동적해석의 입력지진동

12.5 대규모 기초구조물의 내진성

12.6 동적해석모형

12.7 사장교 내진설계 시 기타 고려사항

12.8 장대교의 내진설계

12.9 맺음말



13 장대교의 내풍설계

13.1 개 요

13.2 바람에 의한 구조물의 진동

13.3 사장교의 풍력에 의한 진동

13.4 내풍설계의 순서와 기초항목

13.5 PC 사장교의 내풍성

13.6 사장교 케이블의 바람에 의한 진동과 대책

13.7 교량주형의 와여진과 와여진에 대한 제진

13.8 장대교의 내풍설계

13.9 맺음말



부 록

이명우 저자 이명우는 명지대를 졸업한 후 동명, 홍익, 성보종합건설 등에서 설계 및 시공을 경험하면서 박사를 취득하였고 현재 명전대에서 강의하고 있다.

서울시, 경기도, 한국산업인력관리공단 등에서 출제 및 채점위원, 서울시, 경기도, 철도청, 철도시설공단, 철도공사, 조달청 등에서 기술자문과 설계심사 등을 역임하고 있다.

-주요 역서

《공업역학》(보문당, 2002)

-주요 저서

《Computer를 이용한 구조물의 해석 및 설계》(MJC & 한서기술단, 1997)

《교량의 해석 및 설계》(문운당, 1999)

《응용역학》(대가, 2011)

《구조역학》(대가, 2012)

《응용역학》(대영사, 2012)

《2015 한계상태법을 기본으로 한 콘크리트교설계》(동화기술, 2017)

《2015 한계상태법을 기본으로 한 강교설계》(동화기술, 2017)

《매트릭스 컴퓨터 구조공학》(동화기술, 2017)